[go: up one dir, main page]

JP2000183064A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JP2000183064A
JP2000183064A JP10357532A JP35753298A JP2000183064A JP 2000183064 A JP2000183064 A JP 2000183064A JP 10357532 A JP10357532 A JP 10357532A JP 35753298 A JP35753298 A JP 35753298A JP 2000183064 A JP2000183064 A JP 2000183064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wiring
oriented
semiconductor device
barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10357532A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Sekiguchi
満 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP10357532A priority Critical patent/JP2000183064A/en
Publication of JP2000183064A publication Critical patent/JP2000183064A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a barrier film in crystallinity and a Cu film in (111) orientation by a method wherein a Ti film oriented in a (002) direction is provided as a part of a Cu buried wiring under a barrier film which is amorphous or contains fine crystals. SOLUTION: A groove wiring composed of a barrier metal 2 and a first Cu film 3 is formed in a first insulating film 11, a first silicon nitride film 4, a second insulating film 5, a second silicon nitride film 6, and a third insulating film 7 are successively deposited thereon, and then a contact hole 8 and a wiring groove 9 are provided. A Ti film 14 oriented in a (002) direction is deposited on the contact hole 8 and the wiring groove 9 through an ionization sputtering method, and a titanium nitride film 10 is deposited as a barrier film on the Ti film 14. Furthermore, a Cu seed layer 11 is deposited on the titanium nitride film 10, then a Cu plating film 12 is deposited, and a second Cu film 13 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、銅配線を有する半
導体装置とその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having a copper wiring and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】0.18μm世代以降のシリコンLSIにおい
ては、トランジスタの高速化に対し配線のCR成分による
遅延が無視できなくなったため、従来のAl配線(比抵抗
3μohm・cm)に変わって、より低抵抗(比抵抗1.7μohm・
cm)なCuを配線材料に用いる検討が進んでいる。
2. Description of the Related Art In a silicon LSI of the 0.18 μm generation or later, a delay due to a CR component of a wiring cannot be ignored for a high-speed transistor.
3μohm ・ cm) and lower resistance (specific resistance 1.7μohm ・ cm)
Studies have been made to use Cu) as the wiring material.

【0003】また、素子の微細化に伴い配線に流す電流
密度は世代ごとに増加しており、電流印加時に配線材料
が電子に押されて移動して配線が断線してしまうエレク
トロマイグレーションという現象に対してもその耐性を
高めていく必要がある。CuはAlに比べ融点が高いため、
変形すなわち原子の移動が起こりにくいことが期待さ
れ、エレクトロマイグレーション耐性も高いことが期待
されている。
Further, the density of current flowing in wirings has been increasing with each generation with the miniaturization of elements, and the phenomenon of electromigration, in which the wiring material is pushed by electrons and moved when current is applied and the wirings are disconnected, has been developed. It is necessary to increase its resistance. Because Cu has a higher melting point than Al,
It is expected that deformation, that is, migration of atoms is unlikely to occur, and that electromigration resistance is also expected to be high.

【0004】しかし、Cu配線においても0.3μm幅程度
の微細な配線では、エレクトロマイグレーション耐性が
悪化するという報告[Y. Igarashi et al, VLSI Symp.,
p.76, 1996]があり、Cu配線においてもエレクトロマ
イグレーション耐性を向上していく必要がある。Cu配線
のエレクトロマイグレーション耐性を向上させるにはCu
膜の(111)配向性を高めればよいことが知られている
(C. Ryu他 Proc. IRPS.,p.201, 1997)。この理由は以
下の通りである。第1にCuはfcc金属であり、fcc金属は
最稠密面(111)が最も安定なためである。第2に(111)配
向性が高いということは隣り合った結晶粒の方位のずれ
が小さく結晶欠陥が少ないため、エレクトロマイグレー
ションによるCu原子の結晶粒界拡散が抑制されるためで
ある。
However, there is a report that electromigration resistance is deteriorated in a fine wiring having a width of about 0.3 μm even in a Cu wiring [Y. Igarashi et al, VLSI Symp.,
p.76, 1996], and it is necessary to improve the electromigration resistance even in Cu wiring. To improve the electromigration resistance of Cu wiring, use Cu
It is known that the (111) orientation of the film may be increased (C. Ryu et al., Proc. IRPS., P. 201, 1997). The reason is as follows. First, Cu is an fcc metal, and the fcc metal is most stable on the densest surface (111). Second, the fact that the (111) orientation is high is because the deviation of the orientation of adjacent crystal grains is small and the number of crystal defects is small, so that diffusion of Cu atoms at the grain boundaries due to electromigration is suppressed.

【0005】Cu配線においては、配線工程中の400℃程
度の熱処理によりCuが絶縁膜中に拡散し、配線間リーク
が増加するのを防ぐ必要があるため、Cuの拡散を防ぐバ
リア膜を、Cu膜と絶縁膜の間に設ける必要がある。バリ
ア膜としてはCuの拡散に対するバリア性が強いアモルフ
ァスまたは微結晶を含むチタンナイトライド、タンタル
ナイトライド、タングステンナイトライド膜が最も有望
視されている。
In the case of Cu wiring, it is necessary to prevent Cu from diffusing into the insulating film due to heat treatment at about 400 ° C. during the wiring process, thereby preventing leakage between wirings from increasing. It is necessary to provide between the Cu film and the insulating film. As a barrier film, a titanium nitride, tantalum nitride, or tungsten nitride film containing amorphous or microcrystals having a strong barrier property against Cu diffusion is considered most promising.

【0006】以下図7を用いてチタンナイトライド膜を
用いたCu配線技術について説明する。まず、図7(a)の
ように、半導体装置上の第1の絶縁膜1中にバリアメタ
ル2、第1のCu膜3からなる溝配線が形成され、第1の
シリコン窒化膜4、第2の絶縁膜5、第2のシリコン窒
化膜6、第3の絶縁膜7で覆われている半導体装置にお
いて、コンタクトホール8、配線溝9が形成される。こ
こで、バリアメタル2とシリコン窒化膜4は配線工程中
の400℃程度の熱処理により第1のCuが絶縁膜中に拡散
するのを防ぐ役割(バリア性)を果たしている。バリア
メタル2は例えばチタンナイトライド膜でもよい。
Hereinafter, a Cu wiring technique using a titanium nitride film will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, a trench wiring composed of a barrier metal 2 and a first Cu film 3 is formed in a first insulating film 1 on a semiconductor device, and a first silicon nitride film 4 In the semiconductor device covered with the second insulating film 5, the second silicon nitride film 6, and the third insulating film 7, a contact hole 8 and a wiring groove 9 are formed. Here, the barrier metal 2 and the silicon nitride film 4 play a role (barrier property) of preventing the first Cu from diffusing into the insulating film due to the heat treatment at about 400 ° C. during the wiring process. The barrier metal 2 may be, for example, a titanium nitride film.

【0007】次に図7(b)のように、MOCVD法により、バ
リア膜としてMOCVD-TiN(チタンナイトライド)膜10
を堆積する。次にスパッタ法でCu膜を堆積し、導電層と
なるCuシード層11膜を堆積後、図7(c)のように電解
メッキ法によりCu膜を堆積しCuメッキ膜12を形成し、
コンタクトホール8、配線溝9を埋め込む。その後の温
度上昇を伴う工程でCuの結晶成長が起こり、Cuメッキ膜
12とCuシード層11は一つの膜となり、第2のCu膜1
3が形成される。次に図7(d)のように、CMP法等によ
り、配線溝外部のMOCVD-TiN膜10、第2のCu膜13を
除去し配線を形成する。後はシリコン窒化膜、絶縁膜を
堆積し、図7(a)以降の工程が繰り返され多層配線が形
成される。
Next, as shown in FIG. 7B, a MOCVD-TiN (titanium nitride) film 10 is formed as a barrier film by MOCVD.
Is deposited. Next, a Cu film is deposited by a sputtering method, a Cu seed layer 11 film serving as a conductive layer is deposited, and then a Cu film is deposited by an electrolytic plating method to form a Cu plating film 12, as shown in FIG.
The contact hole 8 and the wiring groove 9 are buried. In a subsequent process involving a temperature rise, Cu crystal growth occurs, and the Cu plating film 12 and the Cu seed layer 11 become one film, and the second Cu film 1
3 is formed. Next, as shown in FIG. 7D, the MOCVD-TiN film 10 and the second Cu film 13 outside the wiring groove are removed by a CMP method or the like to form a wiring. Thereafter, a silicon nitride film and an insulating film are deposited, and the steps after FIG. 7A are repeated to form a multilayer wiring.

【0008】ここで、MOCVD-TiN膜については、第2のC
u膜からなる上層配線の信頼性を向上させることも期待
されている。
Here, the MOCVD-TiN film has a second C
It is also expected to improve the reliability of the upper wiring composed of the u film.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MOCVD-
TiN膜は400℃程度の熱処理でのバリア性は十分だが、MO
CVD-TiN膜上のCu膜は(111)配向性が低いことが知られて
いる。そのため、Cu配線のエレクトロマイグレーション
耐性が低く、これを向上させるため、バリア膜としてタ
ンタル膜やタンタルナイトライド膜を用いることが提案
されている。これらの膜はCVD法による量産技術が確立
していないため、主にスパッタ法によって形成されてお
り、それぞれTetragonalまたはアモルファスな結晶構造
を有していることが知られている。特にタンタル膜上の
場合は(002)に配向し、Cuの(111)配向性を向上させるこ
とが知られている。
However, MOCVD-
Although the TiN film has sufficient barrier properties at a heat treatment of about 400 ° C, the MO
It is known that a Cu film on a CVD-TiN film has low (111) orientation. Therefore, the electromigration resistance of the Cu wiring is low, and in order to improve the electromigration resistance, it has been proposed to use a tantalum film or a tantalum nitride film as a barrier film. Since mass production technology by the CVD method has not been established, these films are mainly formed by a sputtering method, and are known to have a tetragonal or amorphous crystal structure, respectively. In particular, it is known that the orientation on the tantalum film is oriented to (002) to improve the (111) orientation of Cu.

【0010】また、タンタルナイトライド膜においても
窒素組成比33%以下ではアモルファスなタンタルナイト
ライドが形成され、その上ではCu膜の濡れ性がよいため
Cuの(111)配向性が高いことが知られている。我々の実
験結果を図12に示す。
In a tantalum nitride film, amorphous tantalum nitride is formed at a nitrogen composition ratio of 33% or less, and the Cu film has good wettability on the tantalum nitride film.
It is known that the (111) orientation of Cu is high. FIG. 12 shows the results of our experiment.

【0011】シリコン窒化膜上に堆積したCu//MOCVD-Ti
N、Cu//Ta、Cu//TaN構造でX線回折によるCu(111)と(20
0)ピークの強度比はそれぞれ、2.4、49、44であり、タ
ンタルまたはタンタルナイトライド上でCuの(111)配向
性が向上していることがわかる。このようにMOCVD-TiN
バリアメタルを用いたCu配線は(111)配向性が低く配線
のエレクトロマイグレーション耐性が低いことが問題で
ある。
[0011] Cu // MOCVD-Ti deposited on silicon nitride film
Cu (111) and (20) by X-ray diffraction in N, Cu // Ta, Cu // TaN structure
0) The peak intensity ratios were 2.4, 49, and 44, respectively, indicating that the (111) orientation of Cu on tantalum or tantalum nitride was improved. Thus, MOCVD-TiN
The problem with Cu wiring using barrier metal is that the (111) orientation is low and the electromigration resistance of the wiring is low.

【0012】しかしMOCVD-TiN膜はCVD法で成膜している
ためカバレッジがよく側壁にもほぼ100%の膜厚が成膜で
きるという利点がある。これに対してTa,TaN膜はスパッ
タ成膜しているためカバレッジが悪く、コンタクト底部
に比べ側壁の膜厚が薄くなり、バリア性が劣化し側壁の
絶縁膜中にCuが拡散しやすくなるという問題点がある。
However, since the MOCVD-TiN film is formed by the CVD method, there is an advantage that coverage is good and almost 100% film thickness can be formed on the side wall. On the other hand, Ta and TaN films are formed by sputtering, so coverage is poor, the thickness of the side wall is thinner than the contact bottom, the barrier property is deteriorated, and Cu is easily diffused into the insulating film on the side wall. There is a problem.

【0013】本発明は、バリア性に優れるMOCVD-TiN等
のアモルファスなバリアメタル上のCu膜の(111)配向性
を向上させることで、これまでよりもエレクトロマイグ
レーション耐性が向上した銅配線とその製造方法を提供
するものである。
The present invention improves the (111) orientation of a Cu film on an amorphous barrier metal, such as MOCVD-TiN, which has excellent barrier properties, thereby improving the electromigration resistance of a copper wiring. It is intended to provide a manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本願発明者は、Cuの下に
(002)配向したTi膜があるとタンタル膜上のCuよりも(11
1)配向性が高くなることを見出した。図12でシリコン
窒化膜上にTiをスパッタ法で10nm堆積後、表面を空気に
さらした後Cuを50nmスパッタ法で堆積したCu//Ti積層構
造ではCuの(111)/(200)X線回折強度比は339であるのに
対し、同様な方法で形成したCu//Ta構造は49しかないこ
とがわかる。Ti膜自体はCu膜に対するバリア性は350℃
程度と言われているため、Cu配線においては別のバリア
メタル膜と組み合わせて必要がある。
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed under Cu
The presence of a (002) oriented Ti film (11
1) It was found that the orientation was high. In FIG. 12, after depositing 10 nm of Ti on a silicon nitride film by a sputtering method, exposing the surface to air, and then depositing Cu by a 50 nm sputtering method, a Cu // Ti laminated structure of Cu (111) / (200) X-ray The diffraction intensity ratio is 339, whereas the Cu // Ta structure formed by the same method has only 49. The barrier property of the Ti film itself against the Cu film is 350 °
Therefore, it is necessary to combine Cu with another barrier metal film.

【0015】実際、アモルファスなMOCVD-TiN膜上にCu
を堆積した、Cu//MOCVD-TiN構造ではCuの(111)/(200)X
線回折強度比は2.4であるが、下地に(002)配向したTiを
有するCu//MOCVD-TiN/Ti構造では257とCu//Ta構造の49
よりもCuの(111)配向性が高いことがわかる。
[0015] Actually, Cu is deposited on the amorphous MOCVD-TiN film.
In the Cu // MOCVD-TiN structure, Cu (111) / (200) X
Although the X-ray diffraction intensity ratio is 2.4, the Cu // MOCVD-TiN / Ti structure having Ti with (002) orientation
It can be seen that the (111) orientation of Cu is higher than that of Cu.

【0016】この理由は以下のように考えられる。まず
Ti上でCu(111)の配向性が高いのは、図9に示すように
(002)配向したTi膜は面内原子間隔が2.95ÅとCu(111)面
内の面内原子間隔2.55Åとそれぞれ、7倍(2.95×7=20.
65)、8倍(2.55×8=20.40)で格子整合するためではな
いかと考えられる。そして(002)配向されたTiが下にあ
るとその影響でMOCVD-TiN膜も面内原子間隔が3.00ÅのT
iN(111)面を形成するような微結晶化が進行すると考え
られる。すると(111)配向したTiN膜は面内原子間隔が3.
00ÅとCu(111)面内の面内原子間隔2.55Åとそれぞれ、6
倍(3.00×5=18.00)、7倍(2.55×7=17.85)で格子整
合し、上層Cu膜の(111)配向性が向上するためではない
かと考えられる。
The reason is considered as follows. First
The high orientation of Cu (111) on Ti is as shown in FIG.
The (002) -oriented Ti film has an in-plane atomic spacing of 2.95Å and an in-plane atomic spacing of 2.55Å in the Cu (111) plane, each of 7 times (2.95 × 7 = 20.
65), it is thought that this is because the lattice matching is eight times (2.55 × 8 = 20.40). When the (002) oriented Ti is below, the MOCVD-TiN film also has a T
It is considered that microcrystallization for forming the iN (111) plane proceeds. Then, the (111) -oriented TiN film has an in-plane atomic spacing of 3.
00 Å and 2.55 原子 in-plane atomic spacing in the Cu (111) plane, 6
It is thought that this is because lattice matching is performed by a factor of (3.00 × 5 = 18.00) and a factor of 7 (2.55 × 7 = 17.85), and the (111) orientation of the upper Cu film is improved.

【0017】実際、図8、図14に示すX線回折の測定
結果を見ても、図8(b)のTiのみの下地では(002)面の格
子定数2.34Åに近い2.3865Åのところにブロードなピー
クがあるが、図8(c)のMOCVD-TiN/Ti下地ではピーク位
置がTiN(111)面の格子定数2.45Åに近い2.4571Åにシフ
トしていることからもMOCVD-TiN中の微結晶化が進んで
いることは明らかであると考えられる。ただしピークの
高さはどちらも600カウント程度と低いこととピークが
ブロードであることから、MOCVD-TiNの結晶性は依然と
してアモルファス性が強いと考えられる。この結果はTE
Mによっても確認された。図10にCu//MOCVD-TiN/Ti構
造においてTi膜厚を増やすとCu(111)の配向性が向上す
るという実験結果を示す。Tiの厚さは5nm程度で十分で
あることがわかる。
In fact, the results of the X-ray diffraction measurement shown in FIGS. 8 and 14 show that the base of only Ti shown in FIG. 8B has a lattice constant of 2.3865 ° which is close to the lattice constant of the (002) plane of 2.34 °. Although there is a broad peak, in the MOCVD-TiN / Ti underlayer of FIG. 8C, the peak position is shifted to 2.4571 °, which is close to the lattice constant of 2.45 ° of the TiN (111) plane. It is evident that microcrystallization has progressed. However, since the peak height is as low as about 600 counts and the peak is broad, it is considered that the crystallinity of MOCVD-TiN is still strongly amorphous. This result is TE
Also confirmed by M. FIG. 10 shows an experimental result that the orientation of Cu (111) is improved when the Ti film thickness is increased in the Cu // MOCVD-TiN / Ti structure. It is understood that a thickness of about 5 nm is sufficient for Ti.

【0018】以上の理由より、本発明の請求項1、7に
記載の第1の半導体装置とその製造方法は、Cu埋め込み
配線の一部として、アモルファスまたは微結晶を含む状
態のバリア膜の下に(002)配向したTi膜を設けること
で、バリア膜の結晶性を高め、上のCu膜の(111)配向性
を高めることができる。
For the above reasons, the first semiconductor device and the method of manufacturing the same according to claims 1 and 7 of the present invention provide a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: By providing a (002) oriented Ti film on the substrate, the crystallinity of the barrier film can be enhanced, and the (111) orientation of the upper Cu film can be enhanced.

【0019】図12よりMOCVD-TiN/Ti構造上よりTi上の
ほうがCu(111)配向性はよいことがわかる。
FIG. 12 shows that the Cu (111) orientation is better on Ti than on the MOCVD-TiN / Ti structure.

【0020】そのため、本発明の請求項2、9に記載の
第2の半導体装置は、Cu埋め込み配線の一部として、ア
モルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜とCu膜の
間に前記バリア膜上の(002)配向したTi膜を設けること
で、バリア膜の結晶性を変化させずに、Cuの(111)配向
性を高めることができる。バリア膜はアモルファスなほ
どバリア性が高いと言われているのでこの構造ではバリ
ア性を損なわずにCuの(111)配向性を高めることができ
るという利点がある。
Therefore, the second semiconductor device according to the second and ninth aspects of the present invention is characterized in that the barrier film between the Cu film and the barrier film containing amorphous or microcrystal as a part of the Cu embedded wiring. By providing the above (002) oriented Ti film, the (111) orientation of Cu can be increased without changing the crystallinity of the barrier film. Since the barrier film is said to have higher barrier properties as it is amorphous, this structure has the advantage that the (111) orientation of Cu can be increased without impairing the barrier properties.

【0021】更に、本願発明者は、(002)配向したTi膜
の堆積前に絶縁膜上をArプラズマにさらすことによりCu
(111)配向性をさらに高めることができることを見出し
た。図11に示すように酸化膜エッチング量換算5nm程
度のArプラズマ処理を行うことでCuの(111)/(200)X線回
折強度比は257から405まで向上する。この理由としてAr
プラズマ処理はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の表面
をシリコンリッチにすると言われており、その結果Ti膜
の(002)結晶性が向上したのではないかと考えられる。
Further, the present inventor has proposed that the insulating film is exposed to Ar plasma before depositing the (002) -oriented Ti film so that Cu film can be formed.
It has been found that the (111) orientation can be further enhanced. As shown in FIG. 11, by performing an Ar plasma treatment with an oxide film etching amount of about 5 nm, the (111) / (200) X-ray diffraction intensity ratio of Cu is improved from 257 to 405. Ar for this reason
It is said that the plasma treatment makes the surface of the silicon oxide film or the silicon nitride film silicon-rich. As a result, it is considered that the (002) crystallinity of the Ti film is improved.

【0022】以上の理由より本発明の請求項8に記載の
第3の半導体装置の製造方法は、(002)配向したTi膜を
形成する工程の前に層間絶縁膜表面をArプラズマにさら
すことにより、Tiの(002)配向性を高めることにより、
その上層のCu膜の(111)配向性を高めることができる。
For the above reasons, according to a third method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the surface of the interlayer insulating film is exposed to Ar plasma before the step of forming a (002) oriented Ti film. By increasing the (002) orientation of Ti,
The (111) orientation of the upper Cu film can be improved.

【0023】また、本発明の請求項3、10に記載の第
4の半導体装置とその製造方法は、埋め込み配線内の(0
02)配向したTi膜は配線溝底面で厚く、配線側面では薄
くかつ必ずしも(002)配向していないようにすることに
より、溝配線側面に垂直に<111>軸が向くようなCu膜の
成長を抑制し、配線底部に垂直に<111>軸が向くような
成長をさせることにより、溝配線におけるCu(111)配向
性を向上させることができる。
Further, the fourth semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the third and tenth aspects of the present invention provide a semiconductor device comprising:
02) By growing the oriented Ti film thick at the bottom of the wiring groove and thin on the side of the wiring and not necessarily (002) oriented, the Cu film grows so that the <111> axis is perpendicular to the side of the groove wiring Is suppressed and the growth is such that the <111> axis is oriented perpendicular to the bottom of the wiring, whereby the Cu (111) orientation in the trench wiring can be improved.

【0024】請求項6、14に記載の半導体装置とその
製造方法は、本発明で有効であるCu配線用アモルファス
または微結晶を含む状態のバリア膜として、MOCVD
法によって堆積されたチタンナイトライド膜またはスパ
ッタまたはCVD法によって堆積されたタンタルナイト
ライド膜またはタングステンナイトライド膜が存在する
ことを示している。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device and a method of manufacturing the same, wherein MOCVD is used as a barrier film containing amorphous or microcrystal for Cu wiring which is effective in the present invention.
It indicates that there is a titanium nitride film deposited by a method or a tantalum nitride film or a tungsten nitride film deposited by a sputtering or CVD method.

【0025】請求項4、11に記載の第5の半導体装置
とその製造方法は、配線パターンをエッチングで形成す
る方法をとっている場合であり、Cu(111)配向性が向上
する理由は請求項1、7に記載の第1の半導体装置とそ
の製造方法で述べたのと同じである。
The fifth semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the fourth and eleventh embodiments use a method of forming a wiring pattern by etching, and the reason why the Cu (111) orientation is improved is as follows. This is the same as that described in the first semiconductor device and the manufacturing method thereof described in the items 1 and 7.

【0026】請求項5、13に記載の第6の半導体装置
とその製造方法は、配線パターンをエッチングで形成す
る方法をとっている場合のみであり、Cu(111)配向性が
向上する理由は請求項2、9に記載の第2の半導体装置
とその製造方法で述べたのと同じである。
The sixth semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the fifth and thirteenth aspects are only when a method of forming a wiring pattern by etching is used. The reason why the Cu (111) orientation is improved is as follows. This is the same as that described in the second and ninth aspects of the present invention.

【0027】本発明の請求項12に記載の第7の半導体
装置の製造方法は、 配線パターンをエッチングで形成
する方法をとっている場合のみであり、Cu(111)配向性
が向上する理由は請求項8に記載の第3の半導体装置の
製造方法で述べたのと同じである。
The method of manufacturing a seventh semiconductor device according to the twelfth aspect of the present invention is only when a method of forming a wiring pattern by etching is used. The reason why the Cu (111) orientation is improved is as follows. This is the same as that described in the third method of manufacturing a semiconductor device.

【0028】(002)配向したTi膜を形成する工程の前に
層間絶縁膜表面をArプラズマにさらすことにより、Tiの
(002)配向性を高めることにより、その上層のCu膜の(11
1)配向性を高めることができる。
By exposing the surface of the interlayer insulating film to Ar plasma before the step of forming a (002) oriented Ti film,
By increasing the (002) orientation, the (11)
1) The orientation can be improved.

【0029】以上のように本発明ではCu膜の(111)配向
性を向上させることによりエレクトロマイグレーション
耐性の高いCu配線を形成することができる。
As described above, in the present invention, a Cu wiring having high electromigration resistance can be formed by improving the (111) orientation of the Cu film.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1(a)〜(d)
を用いて、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置と
その製造方法について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIGS. 1 (a) to 1 (d)
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS.

【0031】まず、図1(a)のように、半導体装置上の
第1の絶縁膜1中にバリアメタル2、第1のCu膜3から
なる溝配線が形成され、第1のシリコン窒化膜4、第2
の絶縁膜5、第2のシリコン窒化膜6、第3の絶縁膜7
で覆われている半導体装置において、約500nmの深さの
コンタクトホール8、約300nmの深さの配線溝9が形成
される。ここで、バリアメタル2とシリコン窒化膜4は
配線工程中の400℃程度の熱処理により第1のCuが絶縁
膜中に拡散するのを防ぐ役割(バリア性)を果たしてい
る。バリアメタル2は例えばチタンナイトライド膜でも
よい。
First, as shown in FIG. 1A, a trench wiring comprising a barrier metal 2 and a first Cu film 3 is formed in a first insulating film 1 on a semiconductor device, and a first silicon nitride film is formed. 4, second
Insulating film 5, second silicon nitride film 6, third insulating film 7
In the semiconductor device covered with, a contact hole 8 having a depth of about 500 nm and a wiring groove 9 having a depth of about 300 nm are formed. Here, the barrier metal 2 and the silicon nitride film 4 play a role (barrier property) of preventing the first Cu from diffusing into the insulating film due to the heat treatment at about 400 ° C. during the wiring process. The barrier metal 2 may be, for example, a titanium nitride film.

【0032】次に図1(b)のように、イオン化スパッタ
法等により(002)配向した、Ti膜14を10nm堆積する。
次にMOCVD法により、バリア膜としてMOCVD-TiN(チタン
ナイトライド)膜10を10nm堆積する。TiNの表面を空
気にさらした後、次にスパッタ法でCu膜を堆積し、導電
層となるCuシード層11膜を100nm堆積後、図1(c)のよ
うに電解メッキ法によりCu膜を堆積しCuメッキ膜12を
500nm堆積し、コンタクトホール8、配線溝9を埋め込
む。その後の温度上昇を伴う工程でCuの結晶成長が起こ
り、Cuメッキ膜12とCuシード層11は一つの膜とな
り、第2のCu膜13が形成される。
Next, as shown in FIG. 1B, a (002) oriented Ti film 14 is deposited to a thickness of 10 nm by ionization sputtering or the like.
Next, an MOCVD-TiN (titanium nitride) film 10 is deposited to a thickness of 10 nm as a barrier film by MOCVD. After exposing the surface of TiN to air, a Cu film is deposited by sputtering, and a Cu seed layer 11 film serving as a conductive layer is deposited to a thickness of 100 nm. Then, as shown in FIG. Deposit Cu plating film 12
500 nm is deposited, and the contact hole 8 and the wiring groove 9 are buried. In a subsequent step involving a rise in temperature, crystal growth of Cu occurs, the Cu plating film 12 and the Cu seed layer 11 become one film, and the second Cu film 13 is formed.

【0033】次に図1(d)のように、CMP法等により、配
線溝外部のTi膜14、MOCVD-TiN膜10、第2のCu膜1
3を除去し配線を形成する。後はシリコン窒化膜、絶縁
膜を堆積し、図1(a)以降の工程が繰り返され多層配線
が形成される。
Next, as shown in FIG. 1D, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, and the second Cu film 1 outside the wiring groove are formed by a CMP method or the like.
3 is removed to form a wiring. Thereafter, a silicon nitride film and an insulating film are deposited, and the steps after FIG. 1A are repeated to form a multilayer wiring.

【0034】本実施例では、(002)配向されたTiが下に
あるため、MOCVD-TiN膜も面内原子間隔がTi(002)面に近
いTiN(111)面を形成するような微結晶化が進行すると考
えられる。すると(111)配向したTiN膜は面内原子間隔が
3.00ÅとCu(111)面内の面内原子間隔2.55Åとそれぞ
れ、6倍(3.00×5=18.00)、7倍(2.55×7=17.85)で格
子整合し、上層Cu膜の(111)配向性が向上すると考えら
れる。図13に配線部のCuの(111)配向性を測定した結
果を示す。
In this embodiment, since the (002) -oriented Ti is below, the MOCVD-TiN film also has a microcrystal in which the in-plane atomic spacing forms a TiN (111) plane close to the Ti (002) plane. Is thought to progress. Then, the (111) -oriented TiN film has an in-plane atomic spacing.
Lattice matching of 3.00Å and 2.55Å in-plane atomic spacing in the Cu (111) plane was 6 times (3.00 × 5 = 18.00) and 7 times (2.55 × 7 = 17.85), respectively, and the upper layer Cu film (111) It is considered that the orientation is improved. FIG. 13 shows the results of measuring the (111) orientation of Cu in the wiring portion.

【0035】Cu//MOCVD-TiN構造では4.5だったCu(111)/
(200)X線ピーク強度比が、Cu//MOCVD-TiN/Ti構造では13
2に向上しており、Cuとバリアメタル堆積の間に空気暴
露しているにも関わらず、エレクトロマイグレーション
耐性の高いと言われている真空中連続堆積したCu/Ta構
造の配線のCu(111)/(200)X線ピーク強度比136とほぼ同
等の値を示すことができた。
In the Cu // MOCVD-TiN structure, the value was 4.5 (Cu (111) /
(200) X-ray peak intensity ratio is 13 in Cu // MOCVD-TiN / Ti structure.
2, which is said to have high electromigration resistance despite the exposure of air between Cu and barrier metal deposition, and the Cu (111) ) / (200) X-ray peak intensity ratio 136 could be shown to be almost the same value.

【0036】従って本構造を用いれば、側壁カバレッジ
がよくバリア性の高いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエレ
クトロマイグレーション特性をタンタルバリアを有する
Cu配線並みに向上させることができる。
Therefore, if this structure is used, the electromigration characteristics of Cu wiring using MOCVD-TiN having good side wall coverage and high barrier properties have a tantalum barrier.
It can be improved to the same level as Cu wiring.

【0037】(第2の実施形態)図2(a)〜(d)は、本発
明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明
図である。
(Second Embodiment) FIGS. 2A to 2D are explanatory views of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【0038】図2(a)のように、半導体装置上の第1の
絶縁膜1中にバリアメタル2、第1のCu膜3からなる溝
配線が形成され、第1のシリコン窒化膜4、第2の絶縁
膜5、第2のシリコン窒化膜6、第3の絶縁膜7で覆わ
れている半導体装置において、約500nmの深さのコンタ
クトホール8、約300nmの深さの配線溝9が形成され
る。そして0.4mTorr程度の圧力のArプラズマに半導体装
置をさらす。処理時間はSiO2が35nmエッチングする相当
量行う。このときウエーハ側にバイアス電圧がかかって
いてもよい。
As shown in FIG. 2A, a trench wiring composed of a barrier metal 2 and a first Cu film 3 is formed in a first insulating film 1 on a semiconductor device, and a first silicon nitride film 4 is formed. In the semiconductor device covered with the second insulating film 5, the second silicon nitride film 6, and the third insulating film 7, a contact hole 8 having a depth of about 500 nm and a wiring groove 9 having a depth of about 300 nm are formed. It is formed. Then, the semiconductor device is exposed to Ar plasma having a pressure of about 0.4 mTorr. Treatment time is carried out substantial amounts of SiO 2 to 35nm etching. At this time, a bias voltage may be applied to the wafer side.

【0039】次に図2(b)のように、イオン化スパッタ
法等により(002)配向した、Ti膜14を10nm堆積する。
次にMOCVD法により、バリア膜としてMOCVD-TiN(チタン
ナイトライド)膜10を10nm堆積する。TiNの表面を空
気にさらした後、次にスパッタ法でCu膜を堆積し、導電
層となるCuシード層11膜を100nm堆積後、図2(c)のよ
うに電解メッキ法によりCu膜を堆積しCuメッキ膜12を
500nm堆積し、コンタクトホール6、配線溝7を埋め込
む。その後の温度上昇を伴う工程でCuの結晶成長が起こ
り、Cuメッキ膜12とCuシード層11は一つの膜とな
り、第2のCu膜13が形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, a Ti film 14 having a (002) orientation and having a thickness of 10 nm is deposited by ionization sputtering or the like.
Next, an MOCVD-TiN (titanium nitride) film 10 is deposited to a thickness of 10 nm as a barrier film by MOCVD. After exposing the surface of TiN to air, a Cu film is deposited by a sputtering method, and a Cu seed layer 11 film serving as a conductive layer is deposited to a thickness of 100 nm. Then, as shown in FIG. Deposit Cu plating film 12
500 nm is deposited, and the contact hole 6 and the wiring groove 7 are buried. In a subsequent step involving a rise in temperature, crystal growth of Cu occurs, the Cu plating film 12 and the Cu seed layer 11 become one film, and the second Cu film 13 is formed.

【0040】次に図2(d)のように、CMP法等により、配
線溝外部のTi膜14、MOCVD-TiN膜10、第2のCu膜1
3を除去し配線を形成する。後はシリコン窒化膜、絶縁
膜を堆積し、図2(a)以降の工程が繰り返され多層配線
が形成される。
Next, as shown in FIG. 2D, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, and the second Cu film 1 outside the wiring groove are formed by a CMP method or the like.
3 is removed to form a wiring. Thereafter, a silicon nitride film and an insulating film are deposited, and the steps after FIG. 2A are repeated to form a multilayer wiring.

【0041】本実施例では、 Arスパッタ処理によりTi
の(002)配向がさらに向上するため、MOCVD-TiN膜を通し
て、上層Cu膜の(111)配向性が向上すると考えられる。
図13に配線部のCuの(111)配向性を測定した結果を示
す。Cu//MOCVD-TiN/Ti構造では132だったCu(111)/(200)
X線ピーク強度比が、Cu//MOCVD-TiN/Ti/Arスパッタ構
造では110にやや低下してたが、Cu(111)ピークのロッキ
ングカーブを測定したところ半値幅は3.84から1.89°に
向上しておりCu(111)配向性はさらに向上していること
がわかった。エレクトロマイグレーション耐性の高いと
言われている真空中連続堆積したCu/Ta構造の配線でもC
u(111)ピークのロッキングカーブは2.42°であった。従
って本構造を用いれば、側壁カバレッジがよくバリア性
の高いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエレクトロマイグレ
ーション特性をタンタルバリアを有するCu配線以上に向
上させることができる。また、Ti膜14の有無に対して
コンタクト抵抗を測定した。0.3?m角コンタクトでMOCVD
-TiN構造では平均値1.30?に対しMOCVD-TiN/Ti構造では
0.83?とTi膜14があるほうがコンタクト抵抗上も有利
であることがわかった。
In the present embodiment, Ti sputtering is performed by Ar sputtering.
It is thought that the (111) orientation of the upper Cu film is improved through the MOCVD-TiN film because the (002) orientation of the above is further improved.
FIG. 13 shows the results of measuring the (111) orientation of Cu in the wiring portion. Cu (111) / (200) which was 132 in Cu // MOCVD-TiN / Ti structure
X-ray peak intensity ratio decreased slightly to 110 in the Cu // MOCVD-TiN / Ti / Ar sputtered structure, but when the rocking curve of the Cu (111) peak was measured, the half-width increased from 3.84 to 1.89 ° As a result, it was found that the Cu (111) orientation was further improved. Even in Cu / Ta structure wiring continuously deposited in vacuum, which is said to have high electromigration resistance, C
The rocking curve of the u (111) peak was 2.42 °. Therefore, by using this structure, the electromigration characteristics of the Cu wiring using MOCVD-TiN having good sidewall coverage and high barrier properties can be improved more than the Cu wiring having a tantalum barrier. The contact resistance was measured for the presence or absence of the Ti film 14. MOCVD with 0.3 m square contact
In the MOCVD-TiN / Ti structure, the average value is 1.30?
It was found that the presence of the Ti film 14 of 0.83? Was more advantageous in terms of contact resistance.

【0042】(第3の実施形態)図3(a)〜(d)は、本発
明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明
図である。図3(a)の内容は図1(a)の工程と同じなので
省略する。
(Third Embodiment) FIGS. 3A to 3D are diagrams illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. Since the contents of FIG. 3A are the same as those of the process of FIG.

【0043】次に図3(b)のように、イオン化スパッタ
法等により(002)配向した、Ti膜14を10nm堆積する。
次にMOCVD法により、バリア膜としてMOCVD-TiN(チタン
ナイトライド)膜10を10nm堆積する。さらに、イオン
化スパッタ法等により(002)配向した、Ti膜15を10nm
堆積する。TiNの表面を空気にさらした後、次にスパッ
タ法でCu膜を堆積し、導電層となるCuシード層11膜を
50nm堆積後、図3(c)のように電解メッキ法によりCu膜
を堆積しCuメッキ膜12を500nm堆積し、コンタクトホ
ール6、配線溝7を埋め込む。その後の温度上昇を伴う
工程でCuの結晶成長が起こり、Cuメッキ膜12とCuシー
ド層11は一つの膜となり、第2のCu膜13が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 3B, a Ti film 14 of (002) orientation is deposited to a thickness of 10 nm by ionization sputtering or the like.
Next, an MOCVD-TiN (titanium nitride) film 10 is deposited to a thickness of 10 nm as a barrier film by MOCVD. Further, the Ti film 15 with (002) orientation by ionization sputtering or the like is
accumulate. After exposing the surface of TiN to air, a Cu film is deposited by a sputtering method, and a Cu seed layer 11 film serving as a conductive layer is formed.
After the deposition of 50 nm, a Cu film is deposited by electrolytic plating as shown in FIG. 3C, a Cu plating film 12 is deposited to a thickness of 500 nm, and the contact holes 6 and the wiring grooves 7 are buried. In a subsequent step involving a rise in temperature, crystal growth of Cu occurs, the Cu plating film 12 and the Cu seed layer 11 become one film, and the second Cu film 13 is formed.

【0044】次に図3(d)のように、CMP法等により、配
線溝外部のTi膜14、MOCVD-TiN膜10、Ti膜15、第
2のCu膜13を除去し配線を形成する。後はシリコン窒
化膜、絶縁膜を堆積し、図3(a)以降の工程が繰り返さ
れ多層配線が形成される。
Next, as shown in FIG. 3D, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, the Ti film 15, and the second Cu film 13 outside the wiring groove are removed by a CMP method or the like to form a wiring. . Thereafter, a silicon nitride film and an insulating film are deposited, and the steps after FIG. 3A are repeated to form a multilayer wiring.

【0045】本実施例では、 Ti上に直接Cuを堆積して
いるため、Cu(111)配向性はさらに向上する。シード層
までのCu(111)配向性をパターン無しの構造(図12)
で比べてみると、Cu//MOCVD-TiN/Tiに対して、Cu//Ti/M
OCVD-TiN/Ti構造はX線回折強度比で257から351に向上し
ていることがわかる。これは、エレクトロマイグレーシ
ョン耐性の高いと言われている真空中連続堆積したCu/T
a構造のCu(111)/(200) X線ピーク強度比366とほぼ同等
の値である。従って本構造を用いれば、側壁カバレッジ
がよくバリア性の高いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエレ
クトロマイグレーション特性をタンタルバリアを有する
Cu配線並みに向上させることができる。
In this embodiment, since Cu is deposited directly on Ti, the Cu (111) orientation is further improved. Structure without pattern of Cu (111) orientation to seed layer (Fig. 12)
Compared with Cu // MOCVD-TiN / Ti, Cu // Ti / M
It can be seen that the X-ray diffraction intensity ratio of the OCVD-TiN / Ti structure is improved from 257 to 351. This is due to the continuous deposition of Cu / T in vacuum, which is said to have high electromigration resistance.
This value is almost the same as the Cu (111) / (200) X-ray peak intensity ratio 366 of the a-structure. Therefore, if this structure is used, the electromigration characteristics of Cu wiring using MOCVD-TiN, which has good sidewall coverage and high barrier properties, has a tantalum barrier
It can be improved to the same level as Cu wiring.

【0046】また、本発明においては、Ti膜14は省略
してもよい。その場合下地Ti膜がないので、MOCVD-TiN
膜10の結晶性を変化させずに、Cuの(111)配向性を高
めることができる。バリア膜はアモルファスなほどバリ
ア性が高いと言われているのでTi膜14を省略した構造
ではバリア性を損なわずにCuの(111)配向性を高めるこ
とができるという利点がある。
In the present invention, the Ti film 14 may be omitted. In that case, there is no underlying Ti film, so MOCVD-TiN
The (111) orientation of Cu can be increased without changing the crystallinity of the film 10. Since the barrier film is said to have higher barrier properties as it is amorphous, the structure in which the Ti film 14 is omitted has an advantage that the (111) orientation of Cu can be increased without impairing the barrier properties.

【0047】(第4の実施形態)本発明の第4の半導体
装置とその製造方法は、図1〜3に示した埋め込み配線
形成工程において、埋め込み配線内の(002)配向したTi
膜は配線溝底面で厚く、配線側面では薄くかつ必ずしも
(002)配向していないようにすることにより、溝配線側
面に垂直に<111>軸が向くようなCu膜の成長を抑制し、
配線底部に垂直に<111>軸が向くような成長を促進させ
るものである。
(Fourth Embodiment) In a fourth semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention, the (002) -oriented Ti in the embedded wiring is formed in the embedded wiring forming step shown in FIGS.
The film is thick on the bottom of the wiring groove, thin on the side of the wiring and not necessarily
By preventing the (002) orientation, the growth of the Cu film such that the <111> axis is perpendicular to the trench wiring side surface is suppressed,
It promotes growth so that the <111> axis is oriented perpendicular to the bottom of the wiring.

【0048】これにより、溝配線におけるCu(111)配向
性を向上させることができる。むしろ本実施形態では、
側壁にTi膜が全く形成されていないほうがCu(111)配向
性は向上する。
Thus, the Cu (111) orientation in the trench wiring can be improved. Rather, in this embodiment,
If no Ti film is formed on the side wall, the Cu (111) orientation improves.

【0049】(第5の実施形態)図4(a)〜(d)を用い
て、本発明の第5の実施形態に係る半導体装置とその製
造方法について説明する。
(Fifth Embodiment) A semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS.

【0050】まず、図4(a)のように、半導体装置上の
第1の絶縁膜上にイオン化スパッタ法等により(002)配
向した、Ti膜14を10nm堆積する。次にMOCVD法によ
り、バリア膜としてMOCVD-TiN膜10を10nm堆積する。T
iNの表面を空気にさらした後、次にスパッタ法でCu膜1
6を300nm堆積する。
First, as shown in FIG. 4A, a (002) -oriented Ti film 14 is deposited to a thickness of 10 nm on a first insulating film on a semiconductor device by ionization sputtering or the like. Next, an MOCVD-TiN film 10 is deposited as a barrier film to a thickness of 10 nm by MOCVD. T
After exposing the surface of iN to air, the Cu film 1 is then sputtered.
6 is deposited to a thickness of 300 nm.

【0051】次に図4(b)のように、レジスト17で配
線パターンを形成し、図4(c)のようにドライエッチン
グ法によりTi膜14、MOCVD-TiN膜10、Cu膜16をエ
ッチングし配線を形成する。最後に図4(d)のように、
シリコン窒化膜18、第2の絶縁膜5で配線のまわりを
囲む。
Next, as shown in FIG. 4B, a wiring pattern is formed with a resist 17, and as shown in FIG. 4C, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, and the Cu film 16 are etched by dry etching. Then, wiring is formed. Finally, as shown in Fig. 4 (d),
The silicon nitride film 18 and the second insulating film 5 surround the wiring.

【0052】本実施例でも、(002)配向されたTiが下に
あるため、TiN膜中に(111)配向した微結晶が増加し、上
層Cu膜の(111)配向性が向上すると考えられる。従って
本構造を用いれば、側壁カバレッジがよくバリア性の高
いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエレクトロマイグレーシ
ョン特性をタンタルバリアを有するCu配線並みに向上さ
せることができる。
Also in this example, since the (002) oriented Ti is below, the (111) oriented microcrystals increase in the TiN film, and it is considered that the (111) orientation of the upper Cu film is improved. . Therefore, if this structure is used, the electromigration characteristics of the Cu wiring using MOCVD-TiN having good side wall coverage and high barrier properties can be improved to the same level as the Cu wiring having a tantalum barrier.

【0053】(第6の実施形態)図5(a)〜(d)を用い
て、本発明の第6の実施形態に係る半導体装置とその製
造方法について説明する。
(Sixth Embodiment) A semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS.

【0054】まず、図5(a)のように、半導体装置上の
第1の絶縁膜上にArプラズマ処理を加える。
First, as shown in FIG. 5A, an Ar plasma process is applied to the first insulating film on the semiconductor device.

【0055】次に図5(b)のようにイオン化スパッタ法
等により(002)配向した、Ti膜14を10nm堆積する。次
にMOCVD法により、バリア膜としてMOCVD-TiN膜10を10
nm堆積する。TiNの表面を空気にさらした後、次にスパ
ッタ法でCu膜16を300nm堆積する。さらにレジスト1
7で配線パターンを形成し、図5(c)のようにドライエ
ッチング法によりTi膜14、MOCVD-TiN膜10、Cu膜1
6をエッチングし配線を形成する。最後に図5(d)のよ
うに、シリコン窒化膜18、第2の絶縁膜5で配線のま
わりを囲む。
Next, as shown in FIG. 5B, a Ti film 14 of (002) orientation is deposited to a thickness of 10 nm by ionization sputtering or the like. Next, the MOCVD-TiN film 10 is used as a barrier film by MOCVD.
Deposit nm. After exposing the surface of TiN to air, a Cu film 16 is next deposited to a thickness of 300 nm by sputtering. Further resist 1
7, a wiring pattern is formed, and as shown in FIG. 5C, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, and the Cu film 1 are formed by dry etching.
6 is etched to form wiring. Finally, as shown in FIG. 5D, the silicon nitride film 18 and the second insulating film 5 surround the wiring.

【0056】本実施例では、 Arスパッタ処理によりTi
の(002)配向がさらに向上するため、MOCVD-TiN膜を通し
て、上層Cu膜の(111)配向性が向上すると考えられる。
従って本構造を用いれば、側壁カバレッジがよくバリア
性の高いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエレクトロマイグ
レーション特性を向上させることができる。
In the present embodiment, Ti sputtering is performed by Ar sputtering.
It is thought that the (111) orientation of the upper Cu film is improved through the MOCVD-TiN film because the (002) orientation of the above is further improved.
Therefore, by using this structure, it is possible to improve the electromigration characteristics of Cu wiring using MOCVD-TiN having good sidewall coverage and high barrier properties.

【0057】(第7の実施形態)図6(a)〜(d)を用い
て、本発明の第7の実施形態に係る半導体装置とその製
造方法について説明する。
(Seventh Embodiment) A semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (d).

【0058】まず、図6(a)のように、半導体装置上の
第1の絶縁膜上にイオン化スパッタ法等により(002)配
向した、Ti膜14を10nm堆積する。次にMOCVD法によ
り、バリア膜としてMOCVD-TiN膜10を10nm堆積する。
次に(002)配向した、Ti膜15を10nmスパッタする。Ti
膜15の表面を空気にさらした後、次にスパッタ法でCu
膜16を300nm堆積する。
First, as shown in FIG. 6A, a (002) -oriented Ti film 14 is deposited to a thickness of 10 nm on a first insulating film on a semiconductor device by ionization sputtering or the like. Next, an MOCVD-TiN film 10 is deposited as a barrier film to a thickness of 10 nm by MOCVD.
Next, the (002) oriented Ti film 15 is sputtered at 10 nm. Ti
After exposing the surface of the film 15 to air, Cu
A film 16 is deposited to a thickness of 300 nm.

【0059】次に図6(b)のように、レジスト17で配
線パターンを形成し、図6(c)のようにドライエッチン
グ法によりTi膜14、MOCVD-TiN膜10、Ti膜15、Cu
膜16をエッチングし配線を形成する。最後に図6(d)
のように、シリコン窒化膜18、第2の絶縁膜5で配線
のまわりを囲む。
Next, as shown in FIG. 6B, a wiring pattern is formed with a resist 17, and as shown in FIG. 6C, the Ti film 14, the MOCVD-TiN film 10, the Ti film 15,
The film 16 is etched to form a wiring. Finally, Fig. 6 (d)
The silicon nitride film 18 and the second insulating film 5 surround the wiring.

【0060】本実施例では、Ti上に直接Cuを堆積してい
るため、実施例3と同じ理由から、Cu(111)配向性はさ
らに向上する。従って本構造を用いれば、側壁カバレッ
ジがよくバリア性の高いMOCVD-TiNを用いたCu配線のエ
レクトロマイグレーション特性をタンタルバリアを有す
るCu配線並みに向上させることができる。
In this embodiment, Cu is deposited directly on Ti, and therefore, the Cu (111) orientation is further improved for the same reason as in the third embodiment. Therefore, if this structure is used, the electromigration characteristics of the Cu wiring using MOCVD-TiN having good side wall coverage and high barrier properties can be improved to the same level as the Cu wiring having a tantalum barrier.

【0061】また、本発明においては、Ti膜14は省略
してもよい。その場合下地Ti膜がないので、MOCVD-TiN
膜10の結晶性を変化させずに、Cuの(111)配向性を高
めることができる。バリア膜はアモルファスなほどバリ
ア性が高いと言われているのでTi膜14を省略した構造
ではバリア性を損なわずにCuの(111)配向性を高めるこ
とができるという利点がある。
In the present invention, the Ti film 14 may be omitted. In that case, there is no underlying Ti film, so MOCVD-TiN
The (111) orientation of Cu can be increased without changing the crystallinity of the film 10. Since the barrier film is said to have higher barrier properties as it is amorphous, the structure in which the Ti film 14 is omitted has an advantage that the (111) orientation of Cu can be increased without impairing the barrier properties.

【0062】以上の実施形態において、第1のCu膜3、
第2のCu膜13、Cu膜16は純Cuを用いたが、他のCu合
金を成膜してもよい。また、Cuシード層11とCuメッキ
膜12の2つの膜を堆積して第2のCu膜13としたが、
Cuシード層堆積やCuメッキ膜堆積を行わずに、CVD法や
無電解メッキ法CVD+高温スパッタ法、スパッタ+リフ
ロー法やイオンプレーティング法等で第2のCu膜13を
一度に成膜してもよい。
In the above embodiment, the first Cu film 3
Although pure Cu is used for the second Cu film 13 and the Cu film 16, another Cu alloy may be formed. Also, two films, a Cu seed layer 11 and a Cu plating film 12, are deposited to form a second Cu film 13,
Without depositing a Cu seed layer or depositing a Cu plating film, a second Cu film 13 is formed at a time by a CVD method, an electroless plating method, a CVD + high-temperature sputtering method, a sputtering + reflow method, an ion plating method, or the like. Is also good.

【0063】また、第1、第2、第3の絶縁膜は、塗布
膜やSiO2膜やCを含む誘電率の低いCVD膜を用いてもよ
い。また、配線構造としてコンタクトホールと配線溝を
同時に埋め込む方法を用いたが、どちらか一方を本方法
で埋め込んでもよい。また、バリアメタルとして、MOCV
D-TiN膜を用いたが、アモルファスまたは微結晶を含む
高融点金属とその化合物ならばタングステンナイトライ
ド膜等の他のバリアメタルを用いてもよい。例えばもと
もとMOCVD-TiN上よりもCuの(111)配向性が高いタンタル
ナイトライド膜をバリアメタルとして用いればさらにCu
(111)配向性を改善することができる可能性がある。
As the first, second, and third insulating films, a coating film, a SiO 2 film, or a CVD film having a low dielectric constant containing C may be used. In addition, although the method of burying the contact hole and the wiring groove at the same time is used as the wiring structure, either one may be buried by this method. Also, MOCV as a barrier metal
Although the D-TiN film is used, another barrier metal such as a tungsten nitride film may be used as long as the metal has a high melting point containing amorphous or microcrystals and a compound thereof. For example, if a tantalum nitride film with higher (111) orientation of Cu than on MOCVD-TiN is used as a barrier metal,
There is a possibility that the (111) orientation can be improved.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の請求項1、7に記載の第1の半
導体装置とその製造方法は、Cu埋め込み配線の一部とし
て、アモルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜の
下に(002)配向したTi膜を設けることで、バリア膜の結
晶性を高め、上のCu膜の(111)配向性を高めることがで
きる。
According to the first semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the first and seventh aspects of the present invention, as the part of the Cu embedded wiring, the (002) ) By providing an oriented Ti film, the crystallinity of the barrier film can be enhanced, and the (111) orientation of the upper Cu film can be enhanced.

【0065】本発明の請求項2、9に記載の第2の半導
体装置は、Cu埋め込み配線の一部として、アモルファス
または微結晶を含む状態のバリア膜とCu膜の間に前記バ
リア膜上の(002)配向したTi膜を設けることで、バリア
膜の結晶性を変化させずに、Cuの(111)配向性を高める
ことができる。バリア膜はアモルファスなほどバリア性
が高いのでこの構造ではバリア性を損なわずにCuの(11
1)配向性を高めることができるという利点がある。
The second semiconductor device according to the second and ninth aspects of the present invention is characterized in that a portion of the Cu film between the barrier film containing amorphous or microcrystals is formed on the barrier film as a part of the Cu embedded wiring. By providing the (002) oriented Ti film, the (111) orientation of Cu can be increased without changing the crystallinity of the barrier film. Since the barrier film is more amorphous as it has a higher barrier property, in this structure, Cu (11
1) There is an advantage that the orientation can be improved.

【0066】本発明の請求項8に記載の第3の半導体装
置の製造方法は、(002)配向したTi膜を形成する工程の
前に層間絶縁膜表面をArプラズマにさらすことにより、
Tiの(002)配向性を高めることで、その上層のCu膜の(11
1)配向性を高めることができる。
According to the third method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the surface of the interlayer insulating film is exposed to Ar plasma before the step of forming a (002) oriented Ti film.
By increasing the (002) orientation of Ti, the (11)
1) The orientation can be improved.

【0067】本発明の請求項3、10に記載の第4の半
導体装置とその製造方法は、埋め込み配線内の(002)配
向したTi膜は配線溝底面で厚く、配線側面では薄くかつ
必ずしも(002)配向していないようにすることにより、
溝配線側面に垂直に<111>軸が向くようなCu膜の成長を
抑制し、配線底部に垂直に<111>軸が向くような成長を
させることにより、溝配線におけるCu(111)配向性を向
上させることができる。
According to the fourth semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, the (002) -oriented Ti film in the buried wiring is thick at the bottom of the wiring groove, thin at the wiring side and not necessarily ( 002) By not being oriented,
By suppressing the growth of the Cu film with the <111> axis oriented perpendicular to the trench wiring side, and by growing the <111> axis perpendicular to the wiring bottom, Cu (111) orientation in the trench wiring Can be improved.

【0068】本発明の請求項4、11に記載の第5の半
導体装置とその製造方法は、配線パターンをエッチング
で形成する方法をとっている場合であり、Cu(111)配向
性が向上する理由は請求項1、7に記載の第1の半導体
装置とその製造方法で述べたのと同じである。
The fifth semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the fourth and eleventh aspects of the present invention employ a method in which a wiring pattern is formed by etching, and the Cu (111) orientation is improved. The reason is the same as that described in the first semiconductor device and the manufacturing method thereof.

【0069】請求項5、13に記載の第6の半導体装置
とその製造方法は、配線パターンをエッチングで形成す
る方法をとっている場合のみであり、Cu(111)配向性が
向上する理由は請求項2、9に記載の第2の半導体装置
とその製造方法で述べたのと同じである。
The sixth semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the fifth and thirteenth aspects are only when a method of forming a wiring pattern by etching is used. The reason why the Cu (111) orientation is improved is as follows. This is the same as that described in the second and ninth aspects of the present invention.

【0070】本発明の請求項12に記載の第7の半導体
装置の製造方法は、 配線パターンをエッチングで形成
する方法をとっている場合のみであり、Cu(111)配向性
が向上する理由は請求項8に記載の第3の半導体装置の
製造方法で述べたのと同じである。
The method for manufacturing a seventh semiconductor device according to the twelfth aspect of the present invention is only when a method of forming a wiring pattern by etching is used. The reason why the Cu (111) orientation is improved is as follows. This is the same as that described in the third method of manufacturing a semiconductor device.

【0071】(002)配向したTi膜を形成する工程の前に
層間絶縁膜表面をArプラズマにさらすことにより、Tiの
(002)配向性を高めることにより、その上層のCu膜の(11
1)配向性を高めることができる。
By exposing the surface of the interlayer insulating film to Ar plasma before the step of forming a (002) oriented Ti film,
By increasing the (002) orientation, the (11)
1) The orientation can be improved.

【0072】以上のように本発明ではCu膜の(111)配向
性を向上させることによりエレクトロマイグレーション
耐性の高いCu配線を形成することができる。
As described above, in the present invention, a Cu wiring having high electromigration resistance can be formed by improving the (111) orientation of the Cu film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment;

【図2】第2の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment;

【図3】第3の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment;

【図4】第5の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment;

【図5】第6の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment;

【図6】第7の実施形態における半導体装置の製造方法
を示す断面図
FIG. 6 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図7】従来技術の半導体装置用銅配線の製造方法を示
す断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a copper wiring for a semiconductor device.

【図8】シリコン窒化膜上Cu膜の配向性をしめすXRDス
ペクトルを示す図
FIG. 8 is a view showing an XRD spectrum showing the orientation of a Cu film on a silicon nitride film.

【図9】各金属膜の配向面と面内原子間隔を示す図FIG. 9 is a diagram showing the orientation plane and the in-plane atomic spacing of each metal film.

【図10】Cu/MOCVD-TiN/Ti構造におけるCu(111)/(200)
X線ピーク強度比のTi膜厚依存性を示す図
FIG. 10: Cu (111) / (200) in Cu / MOCVD-TiN / Ti structure
Diagram showing dependency of X-ray peak intensity ratio on Ti film thickness

【図11】Cu/MOCVD-TiN/Ti構造におけるCu(111)/(200)
X線ピーク強度比のArスパッタクリーニング量依存性を
示す図
FIG. 11: Cu (111) / (200) in Cu / MOCVD-TiN / Ti structure
Diagram showing dependence of X-ray peak intensity ratio on Ar sputter cleaning amount

【図12】積層構造と銅配向性の関係を示す図FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a laminated structure and copper orientation.

【図13】積層構造と銅配向性の関係を示す図FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a laminated structure and copper orientation.

【図14】シリコン窒化膜上Cu膜の配向性をしめすXRD
スペクトルを示す図
FIG. 14 is an XRD showing the orientation of a Cu film on a silicon nitride film.
Diagram showing spectrum

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の絶縁膜 2 バリアメタル 3 第1のCu膜 4 第1のシリコン窒化膜 5 第2の絶縁膜 6 第2のシリコン窒化膜 7 第3の絶縁膜 8 コンタクトホール 9 配線溝 10 MOCVD-TiN膜 11 Cuシード層 12 Cuメッキ膜 13 第2のCu膜 14 Ti膜 15 Ti膜 16 Cu膜 17 レジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st insulating film 2 barrier metal 3 1st Cu film 4 1st silicon nitride film 5 2nd insulating film 6 2nd silicon nitride film 7 3rd insulating film 8 Contact hole 9 Wiring groove 10 MOCVD- TiN film 11 Cu seed layer 12 Cu plating film 13 Second Cu film 14 Ti film 15 Ti film 16 Cu film 17 Resist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/768 H01L 21/90 A Fターム(参考) 4K029 BA08 BA17 BA58 BA60 BB02 BD01 CA05 DC37 4K030 AA11 BA17 BA18 BA20 BA38 BB04 BB05 HA02 LA15 4M104 BB04 BB14 BB30 BB32 BB33 BB37 CC01 DD07 DD15 DD17 DD36 DD37 DD43 DD47 DD52 DD78 DD86 EE12 EE17 FF07 FF18 FF22 GG13 HH01 HH15 5F033 HH11 HH18 HH32 HH33 HH34 JJ01 JJ11 JJ18 JJ32 JJ33 JJ34 KK11 KK33 LL07 MM02 MM08 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP11 PP15 PP20 PP27 PP33 QQ00 QQ09 QQ14 QQ37 QQ48 QQ72 QQ84 RR06 SS11 SS21 TT01 XX05 XX09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/768 H01L 21/90 A F-term (Reference) 4K029 BA08 BA17 BA58 BA60 BB02 BD01 CA05 DC37 4K030 AA11 BA17 BA18 BA20 BA38 BB04 BB05 HA02 LA15 4M104 BB04 BB14 BB30 BB32 BB33 BB37 CC01 DD07 DD15 DD17 DD36 DD37 DD43 DD47 DD52 DD78 DD86 EE12 EE17 FF07 FF18 FF22 GG13 HH01 HH15 5F033 HH11 HH18 JJ31H33 MM13 NN06 NN07 PP06 PP11 PP15 PP20 PP27 PP33 QQ00 QQ09 QQ14 QQ37 QQ48 QQ72 QQ84 RR06 SS11 SS21 TT01 XX05 XX09

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】埋め込み配線を有する半導体装置であっ
て、 前記埋め込み配線は、(002)配向したTi膜と前記Ti膜上
のアモルファス、または微結晶を含む状態のバリア膜、
前記バリア膜上の(111)配向したCu膜を有することを特
徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a buried interconnect, wherein the buried interconnect is a barrier film containing a (002) -oriented Ti film and an amorphous or microcrystal on the Ti film,
A semiconductor device having a (111) -oriented Cu film on the barrier film.
【請求項2】埋め込み配線を有する半導体装置であっ
て、 前記埋め込み配線は、アモルファスまたは微結晶を含む
状態のバリア膜、前記バリア膜上の(002)配向したTi
膜、前記Ti膜上の(111)配向したCu膜を有することを特
徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device having a buried wiring, wherein the buried wiring is a barrier film containing amorphous or microcrystal, and a (002) -oriented Ti film on the barrier film.
A semiconductor device comprising: a film; and a (111) -oriented Cu film on the Ti film.
【請求項3】埋め込み配線内の(002)配向したTi膜は配
線溝底面で厚く、配線側面では薄く、かつ(002)配向し
ていない請求項1または2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the (002) -oriented Ti film in the buried wiring is thick at the bottom of the wiring groove, thin on the side of the wiring, and not (002) -oriented.
【請求項4】Cu配線を有する半導体装置であって、 前記Cu配線は、(002)配向したTi膜と前記Ti膜上のアモ
ルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜、前記バリ
ア膜上の(111)配向したCu膜を有することを特徴とする
半導体装置。
4. A semiconductor device having a Cu wiring, wherein the Cu wiring is a (002) -oriented Ti film, a barrier film containing amorphous or microcrystals on the Ti film, and (Cu) on the barrier film. 111) A semiconductor device having an oriented Cu film.
【請求項5】Cu配線を有する半導体装置であって、 前記Cu配線は、アモルファスまたは微結晶を含む状態の
バリア膜、前記バリア膜上の(002)配向したTi膜、前記T
i膜上の(111)配向したCu膜を有することを特徴とする半
導体装置。
5. A semiconductor device having a Cu wiring, wherein the Cu wiring is a barrier film containing amorphous or microcrystal, a (002) -oriented Ti film on the barrier film,
A semiconductor device having a (111) -oriented Cu film on an i film.
【請求項6】アモルファスまたは微結晶を含む状態のバ
リア膜がMOCVD法によって堆積されたチタンナイトライ
ド膜、スパッタまたはCVD法によって堆積されたタンタ
ルナイトライド膜またはタングステンナイトライド膜で
ある請求項1、2、4、または5に記載の半導体装置。
6. The barrier film containing amorphous or microcrystals is a titanium nitride film deposited by MOCVD, a tantalum nitride film or a tungsten nitride film deposited by sputtering or CVD. 6. The semiconductor device according to 2, 4, or 5.
【請求項7】半導体基板上に堆積された層間絶縁膜に配
線用凹部を形成する工程と、前記層間絶縁膜と配線用凹
部上に、(002)配向したTi膜を形成する工程と、前記Ti
膜上にアモルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜
を形成する工程と、前記バリア膜上にCu膜を前記配線用
凹部が埋め込まれ、(111)配向するように形成する工程
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a wiring recess in an interlayer insulating film deposited on a semiconductor substrate; and forming a (002) oriented Ti film on the interlayer insulating film and the wiring recess. Ti
Forming a barrier film containing amorphous or microcrystals on the film, and forming a Cu film on the barrier film so that the wiring recesses are buried and (111) oriented. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項8】(002)配向したTi膜を形成する工程の前に
層間絶縁膜表面をArプラズマにさらす工程を有する請求
項7に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of exposing the surface of the interlayer insulating film to Ar plasma before the step of forming the (002) oriented Ti film.
【請求項9】半導体基板上に堆積された層間絶縁膜に配
線用凹部を形成する工程と、前記層間絶縁膜と配線用凹
部上に、アモルファスまたは微結晶を含む状態のバリア
膜を形成する工程と、前記バリア膜上に(002)配向したT
i膜を形成する工程と、前記Ti膜上にCu膜を前記配線用
凹部が埋め込まれ、(111)配向するように形成する工程
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a wiring recess in an interlayer insulating film deposited on a semiconductor substrate, and a step of forming a barrier film containing amorphous or microcrystal on the interlayer insulating film and the wiring recess. And (002) oriented T on the barrier film.
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an i-film; and a step of forming a Cu film on the Ti film so that the wiring recesses are buried and oriented (111).
【請求項10】(002)配向したTi膜を形成する工程に
おいて、前記Ti膜は配線溝底面で厚く、配線側面では薄
くかつ(002)配向していない請求項7、8、または9に
記載の半導体装置の製造方法
10. The method according to claim 7, wherein, in the step of forming a (002) oriented Ti film, the Ti film is thick on the bottom of the wiring groove, thin on the side of the wiring and not (002) oriented. Method of Manufacturing Semiconductor Device
【請求項11】半導体基板上に堆積された層間絶縁膜上
に、(002)配向したTi膜を形成する工程と、前記Ti膜上
にアモルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜を形
成する工程と、前記バリア膜上に(111)配向したCu膜を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
11. A step of forming a (002) oriented Ti film on an interlayer insulating film deposited on a semiconductor substrate, and a step of forming a barrier film containing amorphous or microcrystal on the Ti film. And forming a (111) -oriented Cu film on the barrier film.
【請求項12】(002)配向したTi膜を形成する工程の前
に層間絶縁膜表面をArプラズマにさらす工程を有する請
求項11に記載の半導体装置の製造方法。
12. The method according to claim 11, further comprising a step of exposing the surface of the interlayer insulating film to Ar plasma before the step of forming the (002) oriented Ti film.
【請求項13】半導体基板上に堆積された層間絶縁膜上
に、アモルファスまたは微結晶を含む状態のバリア膜を
形成する工程と、前記バリア膜上に(002)配向したTi膜
を形成する工程と、前記Ti膜上に(111)配向したCu膜を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
13. A step of forming a barrier film containing amorphous or microcrystal on an interlayer insulating film deposited on a semiconductor substrate, and a step of forming a (002) oriented Ti film on the barrier film. And forming a (111) -oriented Cu film on the Ti film.
【請求項14】アモルファスまたは微結晶を含む状態の
バリア膜がMOCVD法によって堆積されたチタンナイトラ
イド膜、またはスパッタまたはCVD法によって堆積され
たタンタルナイトライド膜またはタングステンナイトラ
イド膜である請求項7〜13のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法。
14. A barrier film containing amorphous or microcrystals is a titanium nitride film deposited by MOCVD, or a tantalum nitride film or tungsten nitride film deposited by sputtering or CVD. 14. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims to 13.
JP10357532A 1998-12-16 1998-12-16 Semiconductor device and manufacture thereof Withdrawn JP2000183064A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10357532A JP2000183064A (en) 1998-12-16 1998-12-16 Semiconductor device and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10357532A JP2000183064A (en) 1998-12-16 1998-12-16 Semiconductor device and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000183064A true JP2000183064A (en) 2000-06-30

Family

ID=18454617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10357532A Withdrawn JP2000183064A (en) 1998-12-16 1998-12-16 Semiconductor device and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000183064A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000340563A (en) * 1999-05-26 2000-12-08 Nec Corp Semiconductor device and manufacture of the same
US6348732B1 (en) * 2000-11-18 2002-02-19 Advanced Micro Devices, Inc. Amorphized barrier layer for integrated circuit interconnects
US6504251B1 (en) 2000-11-18 2003-01-07 Advanced Micro Devices, Inc. Heat/cold amorphized barrier layer for integrated circuit interconnects
US6624516B2 (en) 2001-05-15 2003-09-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Structure for connecting interconnect lines with interposed layer including metal layers and metallic compound layer
KR100443514B1 (en) * 2001-12-22 2004-08-09 주식회사 하이닉스반도체 method for manufacturing a diffusion barrier layer
WO2006101129A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Tokyo Electron Limited Substrate treatment method, film-forming method, film-forming device, and computer program
US7265038B2 (en) * 2003-11-25 2007-09-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming a multi-layer seed layer for improved Cu ECP
JP2012509576A (en) * 2008-11-19 2012-04-19 マイクロン テクノロジー, インク. Method for forming conductive material, method for selectively forming conductive material, method for forming platinum, and method for forming conductive structure
JP2012199520A (en) * 2011-03-10 2012-10-18 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2013172083A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Toshiba Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2014034479A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Asahi Glass Co Ltd GLASS SUBSTRATE WITH Ti FILM AND GLASS SUBSTRATE WITH METAL FILM USING THE SAME, PRODUCTION METHOD OF GLASS SUBSTRATE WITH Ti FILM AND GLASS SUBSTRATE WITH METAL FILM USING THE SAME, AND FLATNESS DEGREE EVALUATION METHOD OF GLASS SUBSTRATE SURFACE
WO2017010263A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 ソニー株式会社 Solid-state image pickup device, manufacturing method, and electronic equipment
JP2018006452A (en) * 2016-06-29 2018-01-11 東京エレクトロン株式会社 Method for forming copper film
CN107604331A (en) * 2017-09-05 2018-01-19 中国人民解放军陆军装甲兵学院 A kind of method that Cu/Ti amorphous multilayer films are prepared with solid phase reaction technology

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000340563A (en) * 1999-05-26 2000-12-08 Nec Corp Semiconductor device and manufacture of the same
JP3358587B2 (en) 1999-05-26 2002-12-24 日本電気株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
US6348732B1 (en) * 2000-11-18 2002-02-19 Advanced Micro Devices, Inc. Amorphized barrier layer for integrated circuit interconnects
US6504251B1 (en) 2000-11-18 2003-01-07 Advanced Micro Devices, Inc. Heat/cold amorphized barrier layer for integrated circuit interconnects
US6624516B2 (en) 2001-05-15 2003-09-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Structure for connecting interconnect lines with interposed layer including metal layers and metallic compound layer
US6780769B2 (en) 2001-05-15 2004-08-24 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing structure for connecting interconnect lines including metal layer with thickness larger than thickness of metallic compound layer
KR100443514B1 (en) * 2001-12-22 2004-08-09 주식회사 하이닉스반도체 method for manufacturing a diffusion barrier layer
US7265038B2 (en) * 2003-11-25 2007-09-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming a multi-layer seed layer for improved Cu ECP
WO2006101129A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Tokyo Electron Limited Substrate treatment method, film-forming method, film-forming device, and computer program
JP2006269623A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Tokyo Electron Ltd Substrate processing method, film forming method, film forming apparatus, and computer program
US7699945B2 (en) 2005-03-23 2010-04-20 Tokyo Electron Limited Substrate treatment method and film forming method, film forming apparatus, and computer program
KR100954735B1 (en) * 2005-03-23 2010-04-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate Processing Method, Deposition Method, Deposition Device, and Computer-readable Storage Media
JP2012509576A (en) * 2008-11-19 2012-04-19 マイクロン テクノロジー, インク. Method for forming conductive material, method for selectively forming conductive material, method for forming platinum, and method for forming conductive structure
US8753933B2 (en) 2008-11-19 2014-06-17 Micron Technology, Inc. Methods for forming a conductive material, methods for selectively forming a conductive material, methods for forming platinum, and methods for forming conductive structures
US9023711B2 (en) 2008-11-19 2015-05-05 Micron Technology, Inc. Methods for forming a conductive material and methods for forming a conductive structure
JP2012199520A (en) * 2011-03-10 2012-10-18 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2013172083A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Toshiba Corp Manufacturing method of semiconductor device
US10325805B2 (en) 2012-02-22 2019-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for manufacturing a semiconductor device
US10741443B2 (en) 2012-02-22 2020-08-11 Kioxia Corporation Method for manufacturing a semiconductor device
JP2014034479A (en) * 2012-08-07 2014-02-24 Asahi Glass Co Ltd GLASS SUBSTRATE WITH Ti FILM AND GLASS SUBSTRATE WITH METAL FILM USING THE SAME, PRODUCTION METHOD OF GLASS SUBSTRATE WITH Ti FILM AND GLASS SUBSTRATE WITH METAL FILM USING THE SAME, AND FLATNESS DEGREE EVALUATION METHOD OF GLASS SUBSTRATE SURFACE
WO2017010263A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 ソニー株式会社 Solid-state image pickup device, manufacturing method, and electronic equipment
US10453887B2 (en) 2015-07-10 2019-10-22 Sony Corporation Solid-state image sensing device, manufacturing method, and electronic apparatus
JP2018006452A (en) * 2016-06-29 2018-01-11 東京エレクトロン株式会社 Method for forming copper film
CN107604331A (en) * 2017-09-05 2018-01-19 中国人民解放军陆军装甲兵学院 A kind of method that Cu/Ti amorphous multilayer films are prepared with solid phase reaction technology

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7875977B2 (en) Barrier layers for conductive features
US7470612B2 (en) Method of forming metal wiring layer of semiconductor device
US6518177B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US6057237A (en) Tantalum-containing barrier layers for copper
US6359160B1 (en) MOCVD molybdenum nitride diffusion barrier for CU metallization
CN107836034A (en) Ruthenium metallicity portion for interconnection is filled
JPH1098011A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2009231497A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2000183064A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US20090108452A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
US20030054628A1 (en) Method of forming a low resistance multi-layered TiN film with superior barrier property using poison mode cycling
KR100896159B1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
JPH0922907A (en) Method for forming embedded conductive layer
JP2003045878A (en) Method for forming wiring of semiconductor element
US20030186498A1 (en) Method for fabricating metal interconnection with reliability using ionized physical vapor deposition
KR100701673B1 (en) Copper wiring formation method of semiconductor device
US6724087B1 (en) Laminated conductive lines and methods of forming the same
JP2000124310A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US6624073B2 (en) Optimized TaCN thin film diffusion barrier for copper metallization
US7169706B2 (en) Method of using an adhesion precursor layer for chemical vapor deposition (CVD) copper deposition
JP2002026015A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100919378B1 (en) Metal wiring of semiconductor device and forming method thereof
JP2001274160A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100685902B1 (en) Metal wiring of semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI323497B (en) Method of fabricating a dual-damascene copper structure

Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040319